КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технология материалов и компонентов
электронной техники»
на тему
«ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА
С УГЛЕРОДНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ»
Исполнитель:
Руководитель:
СОДЕРЖАНИЕ
1.1 Классификация материалов электронной техники. 7
1.4.1 Общефизические свойства карбидов. 18
1.5 Анализ обзора литературы и постановка цели исследования. 22
2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА С УГЛЕРОДНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ.. 24
2.2.1 Принцип устройства вибрационных мельниц. 26
2.3 Описание технологического синтеза карбида вольфрама. 28
2.4 Технологическая схема получения карбида вольфрама. 30
2.5 Факторы, влияющие на процесс. 31
3. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА.. 34
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА.. 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 48
Курсовой проект: 49 страниц, 12 рисунков, 10 источников.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ,TУГОПЛАВКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ, КАРБИДЫ, МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, КАРБИД ВОЛЬФРАМА, ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА
Объектом исследования в данном курсовом проекте является технологический процесс получения карбида вольфрама с углеродными компонентами методом механохимического синтеза.
Цель работы – изучение процесса получения карбида вольфрама с углеродными компонентами методом механохимического синтеза.
Изучена группа тугоплавких соединений, их свойства, структуру, методы получения. Более подробно изучена группа карбидных тугоплавких соединений, в частности изучен способ получения карбида вольфрама с углеродными компонентами методом механохимического синтеза.
Произведён анализ факторов влияющие на процесс и продукт реакции.
В настоящее время принцип действия большинства серийно выпускаемых и разрабатываемых машин, механизмов, приборов и устройств в области электронной техники основан на физических закономерностях, известных много десятилетий. В то же время развитие электронной техники в значительной мере определяется прогрессом в создании новых конструкционных и функциональных материалов, технологий их производства, а также методов и приборов для исследования и анализа материалов.
На этапе зарождения электроники в начале XX в. круг конструкционных и функциональных материалов был весьма ограничен. По мере развития электроники не только расширялся круг материалов и технологий, используемых при производстве электронных приборов, но изменился сам подход к выбору конструкционных и функциональных материалов, а также технологий изделий радиоэлектроники[1].
Разработка и освоение серийного выпуска новых конструкционных и функциональных материалов во многом стали возможны благодаря научным достижениям в физическом материаловедении, физике поверхности, металлургии, а также в областях химического синтеза, технологий композиционных материалов, специальных методов исследования и испытания материалов и т.д. В настоящее время в электронике нашли применение сотни конструкционных и функциональных материалов различных типов и назначения. Однако, несмотря на большое разнообразие материалов электронной техники, определенная систематизация принципов разработки материалов с заданными свойствами и соответствующих
В первой части рассмотрены вопросы классификации материалов и материалов электроники классификация материалов электронной техники, в частности затронута категория тугоплавких соединений, их свойства, методы получения и область применения.
Во второй части представлено описание технологического процесса получения карбида вольфрама. Описание факторов, влияющих на технологический процесс.
1.1 Классификация материалов электронной техники
В настоящее время в электронике применяют сотни различных материалов с разнообразным сочетанием физических, физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств. Все материалы условно разделяют на конструкционные и функциональные.
Конструкционные материалы прежде всего должны обладать определенными механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами, а также характерными значениями некоторых физических параметров, отражающих их свойства. К конструкционным материалам, как правило, относятся чистые металлы и сплавы, а также керамические и стеклообразные материалы[2].
Функциональные материалыпрежде всего должны обладать определенным сочетанием физических свойств, отражаемых соответствующими параметрами — удельное электросопротивление, тип и концентрация носителей заряда и их подвижность, магнитная проницаемость и форма петли гистерезиса, диэлектрическая проницаемость и ее температурная и частотная зависимость и т.п. Кроме того, они должны иметь определенные характерные значения механических, технологических и эксплуатационных свойств. К функциональным материалам прежде всего относят полупроводниковые материалы, а также некоторые типы металлических, магнитных и диэлектрических материалов, применяемых в твердотельной и вакуумной электронике, оптоэлектронике и некоторых других областях.
Условно материалы электроники разделяют натри основных класса — металлические, диэлектрические и полупроводниковые материалы. Отдельно можно выделить так называемые вспомогательные материалы, которые обеспечивают реализацию технологических процессов производства изделий электронной техники. К ним относят флюсы, припои, пасты, материалы технологических покрытий и ряд других материалов[2].
Металлические материалы:
На рисунке 1.1 приведена классификация металлических материалов.
Рисунок 1.1 - Классификация металлических материалов
Большую группу металлических материалов составляют собственно конструкционные материалы. Особую роль в электронике, во многом определяющую технические характеристики приборов, играют функциональные материалы.
Функциональные материалы общего назначения применяют при производстве практически всех элементов вакуумной электроники, микроэлектроники и наноэлектроники, а также при производстве радиоэлектронной аппаратуры. В данную группу входит примерно 200 прецизионных сплавов, обладающих определенным набором физических свойств.
· Магнитомягкие сплавы обладают высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцетивной силой в слабых полях. Их используют в качестве сердечников магнитопроводов, магнитных экранов и т.д.
· Магнитотвердые сплавы обладают высокой магнитной энергией и используются как элементы памяти — носители информации, а также как постоянные магниты в радиоаппаратуре.
· Сплавы с заданным термическим расширением используют для спаев с керамикой, стеклом и другими диэлектриками.
· Сплавы с высокими упругими свойствами применяют в качестве пружин и упруго-чувствительных элементов в расходомерах, акселерометрах, резонансных фильтрах и т.д.
· Сплавы сопротивления используют для изготовления нагревателей, термодатчиков, эталонных сопротивлений и т.д.
· Криогенные сплавы обладают заданными тепловыми, магнитными и электрическими свойствами при температурах до – 269 °С, и их используют в криогенной электронике.
· Функциональные материалы специального назначения обычно используют в конкретных областях радиоэлектроники. Данные материалы должны обладать рядом специфических свойств, например высокими эмиссионными свойствами, высокой устойчивостью к электронной и ионной бомбардировке, высокими механическими свойствами при повышенных температурах, сверхвысокими рабочими температурами и т.д.
Виды диэлектрических материаловпредставлены на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Классификация диэлектрических материалы
Органические диэлектрические материалы:
пластмассы, лаки, электроизоляционные компаунды, клеи, волокнистые материалы.
Неорганические диэлектрики представлены двумя классамиматериалов: электроизоляционные стекла и керамические материалы.
· Керамические материалы используют в качестве элементов конструкций вакуумных электронных приборов, установочных элементов в радиоаппаратуре, подложек микросхем, пьезоэлементов, элементов конденсаторов и т.д. Кроме того, широко используют ферритную керамику на основе сложных оксидных систем, сегнетоэлектрическую, пьезоэлектрическую, пироэлектрическую, конденсаторную керамику и т.д.
· Стеклообразные материалы применяют для изготовления оболочек электронных устройств, элементов лазерных систем — активных элементов и светодиодов, защитных пленок, в качестве оптически- и магнитоактивных элементов микроэлектронных устройств, в качестве аморфных материалов микроэлектроники, подложек микросхем и т.д.
Активные диэлектрики представляют собой материалы с нелинейной кривой поляризацией. К ним относятся сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, жидкие кристаллы.
Классификация полупроводниковых материалов представленана рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Классификация полупроводников
Полупроводниковые материалы могут быть разделены на три группы по составу:
· простые полупроводники — химические элементы, которыми являются В—бор, Si— кремний, Ge — германий, Р — фосфор, As — мышьяк, S — сера, Sb — сурьма, Те — теллур, I — йод, Se — селен;
· полупроводниковые химические соединения типа: a IVbIV - SiC и др, A IIIBV – InSb, GaAs и др., АIIBVI – CdS, ZnSe и др.; оксиды — Cu2O, TiO2 и др.;
· многофазные полупроводниковые материалы с полупроводящей или проводящей фазой из карбида кремния, графита и т.д.
Полупроводники представляют собой весьма многочисленный класс материалов. В него входят сотни самых разнообразных веществ: как элементов, так и химических соединений. Полупроводниковыми свойствами могут обладать как неорганические, так и органические вещества, кристаллические и аморфные, твердые и жидкие, немагнитные и магнитные. Несмотря на существенные различия в строении и химическом составе материалы этого класса роднит одно замечательное качество — способность сильно изменять свои электрические свойства под влиянием небольших внешних энергетических воздействий.